Alüminyum Kaynak

Alüminyum Kaynak ve Alüminyum

Bu yazımızda, Alüminyum ve alüminyum kaynak prosesinde dikkat edilmesi gereken hususlardan bahsedeceğiz.

Yeryüzündeki elementleri sıralamaya soktuğumuzda, oksijen ve silisyumdan sonra miktar olarak en fazla olan element alüminyumdur. Adını Fransa’daki Baux kasabasından alan, boksit madeninden elde edilir. Boksit içerisinde bulunan elementlere göre dört grupta ele alınır:

  • Beyaz boksit
  • Kır boksit
  • Silisli boksit
  • Kırmızı boksit

Dünya’da Alüminyum Kullanımı

Geçmiş yıllara oranla Dünya’da alüminyum metalinin ve alaşımlarının kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bunların nedenleri aşağıdaki gibi sıralanabilir ;

  • En önemli sebep korozyon dayanımıdır.
  • Hafif ve uygun alaşım ile mukavemetinin yüksek olması.
  • Ergitilip tekrar kullanılma şansı vardır.

Alüminyumun kullanım alanları incelendiğinde en yaygın kullanıldığı yer taşımacılık sektörüdür. Bu alanda, otomobiller, uçaklar ve trenler akla gelmektedir. Uçaklarda alüminyum kullanılması şaşırtıcı bir durum değildir çünkü, hem yorulma dayanımlarının iyi olması, hem hafif olmaları hem de korozyon dayanımlarının ilave bir işleme gerek olmaksızın çok iyi olması, alüminyumun tercih edilmesinin başlıca nedenlerindendir.

Otomobil ve Trenlerde Alüminyum Kullanımı


Otomobillere bakacak olursak eğer, her geçen yıl çelik kullanımı azalan otomobillerde yakıt tüketiminin azaltılması en büyük gayedir. Bu nedenle otomobil sektöründe çalışan mühendisler araçların ağırlıklarını azaltma yoluna malzeme değişimleri ile gitmektedir. Çeliğin kullanım yüzdesinin azalması ile birlikte, kompozit malzeme ve alüminyum kullanımları artmaktadır. Güçlendirilmiş alaşımlandırma yöntemleriyle şaseler, motor blokları, jantlar hep alüminyum alaşımlarından yapılmaya başlanmıştır.

Bir diğer taşımacılık aracı olan trenlerde ise vagonların imalatının büyük bir çoğunluğu alüminyum alaşımı kullanılarak devam etmektedir. Dünya’da ve ülkemizde yüksek hızlı tren ” Trend ” i artmasından dolayı, yüksek hızlara normal alaşımlı çeliklerle çıkmak hem maliyetli hem de mühendislik açısından zor bir durumdur. Bu nedenle, düşük ağırlık, yakıt tüketiminin az olması gibi nedenlerden dolayı alüminyum kullanımı bir çok alanda karşımıza çıkmaktadır.

alüminyum kaynak boksit

alüminyum kaynak boksit minerali

Beyaz boksit, refrakter ( ateşe dayanıklı yalıtım malzemesi ), ateş porseleni, sentetik değerli taşlar olarak kullanılır. Silisli kır boksit, döküm kumu ve ocak sıvama gereci olarak kullanılır. Kırmızı boksit ise, alüminyum ve çimento yapımında kullanılır.

Alümina

Alüminyumun en önemli özelliği olan oksitlenmeye karşı direnci, üzerini kaplayan alüminyum oksitten kaynaklanır. Alüminyumu dış etkilerden koruyan oksit tabakası kaynak işlemi sırasında sorun çıkarır. Alüminyumun ergime derecesinden çok daha yüksek sıcaklıklarda ergiyen oksidin, kaynak kabiliyetini güçleştirdiği bir gerçektir. Kaynakçının ergime ortamını sağlayabilmek amacıyla alüminyuma verdiği ısı oksit tabakasının geç erimesi sebebiyle, alüminyum kaynak prosesinde başarısızlığına sebep olur.

alüminyum kaynak ve alümina

alüminyum kaynak ve alümina etkisi

Bu konuyu daha da açmak gerekirse, alüminyumda 2 tabaka söz konusudur. Bunlardan biri alüminyumu tamamen kaplayan oksit tabakası ki buna alümina denir. Kimyasal formulü Al2O3’tür. İkincisi ise bunun altındaki esas alüminyum tabakası. Kaynak işlemi amacıyla alüminyum ergitilmek istenirken verilen ısı üst tabakada bulunan oksit sebebiyle alt tabakadaki alüminyumun, ergiyim ergimediğinin tespitini zorlaştırır. Oksit katmanından daha düşük ergime derecesine sahip alüminyum esas gereci bir anda ergiyerek kaynakta çökmelere sebep olur. Bu problem parçanın TIG kaynağıyla kaynatılması sonrasında çözülür. Ancak; gerek ekipman maliyeti, gerekse teknolojik bilgi gereksinimi her zaman bu yöntemin kullanımını gerçekleştirmeyebilir. Kaynak sırasında biraz dikkatli davranarak, örtülü elektrotla da alüminyum kaynağı yapmak mümkündür.

Alüminyum Alaşım Serileri

1xxx serisi saf alüminyum

2xxx serisi bakır alaşımlı

3xxx serisi mangan alaşımlı

4xxx serisi silisyum alaşımlı

5xxx serisi magnezyum alaşımlı

6xxx serisi magnezyum ve silisyum alaşımlı

7xxx serisi çinko alaşımlı

Bu alaşımlarda 2,6 ve 7 serileri ısıl işlemler ile sertleştirilebilir alüminyum alaşımlarıdır. Yani çökelme sertleştirmesi yöntemi mukavemet artışına neden olacaktır. Diğer seriler çökelme sertleştirmesi ısıl işlemi ile sertleştirilemez. Bu tip alüminyum alaşımlarını sertleştirme yani mukavemet artışı soğuk deformasyon yöntemi ile yapılabilir.

Çökelme sertleştirmesi yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz…

https://www.metalurjimalzeme.net/cokelme-sertlesmesi/


Alüminyum Kaynak Prosesi ve Kaynak Yerinin Hazırlanması

Dikkat Edilmesi Gerekenler

alüminyum kaynak dikkat edilecekler

alüminyum kaynak dikkat edilmesi gerekenler

Alüminyum malzemeler, kaynatılmadan önce kabul edilmelidir ki, çeşitli yöntemler ile kesilmiş ve şekillendirilmiş olarak kaynakçının önüne getirilecektir. Uygulanan bu işlemler, kaynak yapılacak bölge üzerinde yağ toz ve kirlerin bulunması demektir. Oysa özellikle kesme ve talaşlı imalat esnasında meydana gelen işlemler, gereçlerin yüzeyinde yağ katmanlarının kalmasına sebep olur. Yüzeyde kalan madensel yağ ve greslerin yapısında hidrojen ve oksijen vardır. Bu elementler ise, kaynak sonucunda gözenek ve köpük oluşmasına neden olur. Oksijen, kaynak yüzeyinde köpüklenme, hidrojen ise gözenek yapma özellikleriyle istenmeyen elementlerdir. Üretim artıklarının kaynak yüzeyinden uzaklaştırılması yani temizlenmesi bu nedenle gereklidir. Temizlik işlemi genelde kimyasal olarak yapılabildiği gibi mekanik yollarla da gerçekleştirilebilir. Temizleme işlemini takiben en kısa sürede kaynak gerçekleştirilmelidir.

Kaynak için hazırlanan parçaların tasarımları kaynak başarısına etki eder. Kaynak dikişinde ani yön değişiklikleri olmamalıdır.

Hazırlanan kaynak ağzı, her türlü boya, yağ ve kirden temizlenmiş olmalıdır. Oksit tabakası temizlenirken paslanmaz çelik tel fırça kullanılması tavsiye edilmektedir.

Alüminyum Kaynak ve Riskler

Alüminyum kaynak işleminde sıcak çatlak oluşma riski vardır. Bunun önüne geçmek için kaynak metali sıvı haldeyken alaşımlandırma işlemi özenle yapılmalıdır. Yani ilave metal kullanılacak ise, bu alüminyumun sıcak çatlak oluşturmaması için Silisyum ya da magnezyum içeren ilave teller kullanılmalıdır.

Alüminyum kaynak işleminde dikkat edilmesi gereken bir diğer husus ise, yüksek sıcaklık iletkenliği olmasıdır. Isı iletkenliği fazla olduğu için, ısının tek bir noktada yani kaynak yapılacak yerde yoğunlaştırılması çeliğe göre yaklaşık olarak 3 kat zor olacaktır. Bu nedenle ön ısıtma yapılması tavsiye edilmektedir.

Alüminyum, oksijen afinitesi yani ilgisi çok yüksek bir metaldir. Bu nedenle asla saf halde kalamaz ve üstü alümina denilen tabaka ile kaplanır.( Al2O3 ) Kaynak işlemi sırasında, kaynak dikişine oksijen girmesi gözeneğe neden olacaktır. Bu hususa ayrıca dikkat edilmelidir.

Alüminyum, kristal kafes yapısının KYM olmasından dolayı kolay şekillendirilebilen bir metaldir. Ayrıca, sıcaklık karşısında rahatlıkla genleşip büzülebilir. Bu husus da kaynak sonrasında şekil bozukluklarına neden olabilmektedir. Önüne geçmek için ya malzeme kaynak öncesinde sabitlenmeli, ya ısı girdisi dengeli verilmeli ya da kaynak uygun bir sıra ile yapılmalıdır.

Alüminyum Kaynak Yapılması

aluminyum kaynak yapılması

aluminyum kaynak yapılması örneği

Elektrotun parça ile yaptığı açı başlangıçta 90°, kaynağın ilerleyen sürelerinde 60° olmalıdır. Bu açı kaynak sırasında, banyo üzerinde püskürtme ve gözeneklerin önlenmesine yardımcı olacaktır. Elektrota hareket vermekten kaçınılmalıdır.

Kaynak dikişinin tek pasoda bitirilmesine özen gösterilmelidir. Birden fazla paso çekilmesi, örtü gerecinin kaynak yüzeyinden temizlenmesi sırasında karşılaşılacak problemler sebebiyle tercih edilmez. Mutlaka birden fazla paso çekilmesi gereken kalın parçalarda ise, örtü gerecinin oluşturduğu cüruf, ikinci dikişten önce mekanik yollarla çok iyi şekilde temizlenmelidir. İyi temizlenmemiş kaynak yerlerinde köpükler meydana gelir. Kaynak pozisyonu yatayda seçilmelidir. Kaynak işlemi için doğru akım üretebilen kaynak makinelerinde elektrot ( + ), parça ( – ) kutuptayken çalışmalıdır. Ark boyu olarak kısa ark tercih edilmelidir.

Kaynak ile ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/kaynak-nedir/

Alüminyum kaynak ile ilgili öğretici bir video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz…

https://www.youtube.com/watch?v=QLAjeSa6CqI